KR102327165B1 - 누전차단기의 전류신호에 기초한 전기화재 분류 방법 및 시스템 - Google Patents

누전차단기의 전류신호에 기초한 전기화재 분류 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

전기화재 분류 방법에 관한 것으로, 자동화재 감지 서버와 동기화함으로써 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 업데이트하고, 복수 개의 누전차단기 각각에 설치된 전류감지 장치로부터 각 누전차단기에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 수신하고, 화재감지 신호에 기초하여, 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하고, 화재가 발생한 경우, 화재감지 신호 및 상기 전류신호에 기초하여 발생한 화재가 전기화재인지 결정하고, 화재가 전기화재라고 결정한 경우, 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류함으로써, 건물에서 발생한 화재의 원인을 제공할 수 있다.

Description

누전차단기의 전류신호에 기초한 전기화재 분류 방법 및 시스템 {Method and system for classifying electric fire based on current signal of earth leakage breaker}
전기화재 분류 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 건물에서 발생한 화재가 전기화재인지 결정하고 전기화재의 원인을 분류하는 전기화재 분류 방법 및 시스템에 관한 것이다.
고층건물, 대형건물 및 대형 지하시설 등과 같이 거대한 실내 공간을 갖는 건축물이 증가하고 있는 실정이다. 건축물의 규모가 커짐에 따라 내부 공간 또한 급격하게 넓어지고 있다. 이로 인하여 건축물 관리에 많은 인력 및 비용이 소모되고 있는 실정이다.
특히 건축물에서 누전, 합선, 단선, 방화 등과 같은 다양한 원인으로 화재가 발생하는 경우, 건축물의 방대한 크기로 인하여 건축물 내의 어느 지점에서 화재가 발생하였는지를 알기가 어려워 초기에 화재에 대응하기 어려운 문제가 있다. 또한, 이렇게 발생한 화재의 윈인을 감식하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 종래의 화재 감지 시스템은 연기 감지 센서, 열 감지 센서 등을 이용하여 화기를 감지하여 건축물 내에서 화재가 발생하였음을 감지한다. 연기 감지 센서가 건축물 내의 임의의 지점에서 연기가 발생하였음을 감지하고 열 감지 센서가 건축물 내의 임의의 지점에서 설정 온도 이상의 열을 감지한 경우 건축물 내에서 화재가 발생하였음을 감지한다. 이러한 종래의 화재 감지 시스템은 화재가 발생하였는지 여부를 알 수 있으나, 화재의 발생 원인이 누전, 단락 등과 같은 전기적인 원인인지 아니면 그 외의 요인인지를 알 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 화재 감지 시스템은 건축물 내부에 설치된 CCTV(Closed Circuit Television)과 같은 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 화재가 발생하였는지 여부를 감지한다. 이러한 종래의 화재 감지 시스템 또한 화재의 발생 여부만을 알 수 있을 뿐, 화재가 전기적인 원인으로 인하여 발생하였는지 아니면 다른 원인으로 인하여 발생하였는지 알 수 없었다. 이처럼 종래의 화재 감지 시스템은 화재 발생 여부를 감지할 뿐, 화재의 원인을 규명할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1917840호 대한민국 등록특허공보 제10-1573272호
전기화재 분류 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 분류 방법은 자동화재 감지 서버와 동기화함으로써, 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 업데이트하는 단계; 복수 개의 누전차단기 각각에 설치된 전류감지 장치로부터 각 누전차단기에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 수신하는 단계; 상기 화재감지 신호에 기초하여, 상기 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하는 단계; 화재가 발생한 경우, 상기 화재감지 신호 및 상기 전류신호에 기초하여 발생한 화재가 전기화재인지 결정하는 단계; 상기 화재가 전기화재라고 결정한 경우, 상기 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 분류 방법은 상기 분류된 전기화재의 원인, 상기 전류신호, 및 상기 화재발생시간을 스토리지에 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하는 단계는 상기 화재감지 신호가 로우(low) 상태에서 하이(high) 상태로 변화하는 경우 화재가 발생하였다고 결정하고, 상기 화재감지 신호가 로우 상태를 유지하는 경우 화재가 발생하지 않았다고 결정한다.
상기 발생한 화재가 전기화재인지 결정하는 단계는 상기 화재감지 신호에서 로우(low) 상태에서 하이(high) 상태로 변화하는 화재발생시간 및 상기 전류신호에서 전류이상상태가 발생한 이상발생시간을 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 화재발생시간이 상기 이상발생시간보다 빠른 경우에는 발생한 화재가 비전기화재로 결정하고, 상기 화재발생시간이 상기 이상발생시간 보다 느리거나 같은 경우에는 전기화재로 결정한다.
상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는 상기 전기화재의 원인을 단락, DC 아크 및 AC 아크로 분류한다.
상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는 상기 전류신호에 기초하여 누전차단기가 작동하였는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 누전차단기가 작동하였다고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 단락으로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는 상기 누전차단기의 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인지를 결정하는 단계; 및 상기 입력전류와 출력전류의 차이가 음수라고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 DC 아크라고 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는 상기 전류신호에 기초하여 상기 누전차단기에 흐르는 전류에 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 전류에 왜곡이 주기적으로 발생한다고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 AC 아크라고 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 누전차단기에 흐르는 전류에 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정하는 단계는 상기 입력전류의 파형 또는 상기 출력전류의 파형의 피크에서 주기적으로 왜곡이 발생하는 경우 전류에 왜곡이 주기적으로 발생된다고 결정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 본 발명의 일실시예에 따른 전기화재 분류 방법을 수행하는 프로그램이 기록된다.
본 발명의 실시예들에 따른 전기화재 분류 방법은, 자동화재 감지 서버와 동기화함으로써 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 업데이트하고, 복수 개의 누전차단기 각각에 설치된 전류감지 장치로부터 각 누전차단기에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 수신하고, 화재감지 신호에 기초하여 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하고, 화재가 발생한 경우 화재감지 신호 및 전류신호에 기초하여 발생한 화재가 전기화재인지 결정하고, 화재가 전기화재인 경우 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류함으로써, 건물에서 발생한 화재가 전기화재인지 일반화재인지를 알 수 있으며, 전기화재의 원인을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전기화재 분류 방법은 누전차단기로 유입되는 전류와 누전차단기로부터 유출되는 전류에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 단락, AC 아크, DC 아크로 분류함으로써, 발생한 화재의 정확한 원인을 알 수 있다.
이에 더하여, 건물에 설치된 복수 개의 누전차단기 중 전류의 이상상태가 감지된 누전차단기를 특정함으로써, 단락, AC 아크, DC 아크 등과 같은 전기사고가 발생한 공간을 특정할 수 있다. 이에 따라, 전기화재가 발생한 공간을 알 수 있으며, 화재의 발화 지점을 용이하게 유추할 수 있다.
추가적으로, 전기화재 감지 서버는 화재발생 시간, 화재가 발생하기 이전의 누전차단기에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호, 및 화재의 원인을 포함하는 화재 데이터베이스를 구축함으로써, 추후 화재 예방을 위한 자료로서 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 감지 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기화재 감지 장치의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전기화재 감지 시스템에서 수행되는 전기화재 분류 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발생한 화재가 전기화재인지를 결정하는 단계의 상세흐름도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전기화재의 원인을 분류하는 단계의 상세흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예들은 전기화재 감지 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 감지 시스템, 및 이와 연관된 자동화재 감지 시스템을 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 전기화재 감지 시스템(2)은 전기화재 감지 서버(21), 및 적어도 하나의 누전차단기(3)에 각각 설치되는 적어도 하나의 전류감지 장치(22)로 구성되고, 자동화재 감지 시스템(1)은 자동화재 감지 서버(11), 및 적어도 하나의 화재감시장치(12)로 구성된다.
전기화재 감지 시스템(2)은 건물의 발생한 화재가 전기적인 원인으로 인한 화재인지를 감지하기 위한 시스템이고, 자동화재 감지 시스템(1)은 건물에 화재가 발생하였는지를 감지하기 위한 시스템이다. 전기화재 감지 시스템(2)의 전기화재 감지 서버(21)와 자동화재 감지 시스템(1)의 자동화재 감지 서버(11)는 서로 동기화되고, 각각의 서버가 수집한 데이터를 송수신한다.
전기화재 감지 시스템(2)의 전기화재 감지 서버(21)는 자동화재 감지 서버(11)로부터 화재 발생 여부를 나타내는 신호를 수신하고, 누전차단기(3)에 설치된 전류감지 장치(22)로부터 누전차단기(3)에 흐르는 전류를 나타내는 신호를 수신한다. 전기화재 감지 서버(21)는 상술한 신호들에 기초하여 건물에서 발생한 화재가 전기로 인한 화재인지를 결정하고, 전기로 인한 화재인 경우 구체적인 원인을 결정할 수 있다.
누전차단기(3)는 누전을 감지하고 누전이 발생한 경우 전류를 차단하는 기기이다. 누전이란 누설 전류로서, 설계된 전류의 경로가 아닌 다른 경로로 전류가 흐르는 것을 의미한다. 누전이 발생하지 않는 경우 전원선을 통해서 전원으로부터 부하로 입력되는 입력전류와 부하로부터 전원으로 돌아오는 출력전류는 동일하다. 그러나, 누전이 발생하는 경우 전원선을 통해서 입력되는 전류와 전원선을 통해서 돌아나가는 전류가 상이하게 된다. 누전차단기(3)는 전원으로부터 누전차단기(3)로 입력되는 입력전류와 누전차단기(3)로부터 전원으로 돌아나가는 출력전류를 감지하고, 입력전류와 출력전류의 차이를 산출한다. 누전차단기(3)는 입력전류와 출력전류의 차이가 소정의 전류값 이상이 되면 부하로 공급되는 전류를 차단한다. 일반적으로, 건물에는 복수 개의 누전차단기(3)가 설치되고, 각 누전차단기(3)는 건물 내의 각각의 공간에 공급되는 전류를 차단한다. 예를 들어, 가정집의 설치된 복수 개의 누전차단기는 거실에 공급되는 전류를 차단하는 제 1 누전차단기, 부엌에 공급되는 전류를 차단하는 제 2 누전차단기, 안방에 공급되는 전류를 차단하는 제 3 누전차단기 등을 포함할 수 있다. 이처럼, 누전차단기(3) 각각은 건물 내에서 별개의 공간으로 유입되는 전류를 차단한다.
전류감지 장치(22)는 설치된 누전차단기(3)에 흐르는 전류를 나타내는 신호를 생성하고 출력한다. 전류감지 장치(22)는 누전차단기(3)의 입력 단자로 입력되는 전류와 출력 단자로 출력되는 전류를 측정한다. 전류감지 장치(22)는 누전차단기(3)로 입력되는 전류의 크기 및 누전차단기(3)로부터 출력되는 전류의 크기를 측정하고, 입력 전류 및 출력 전류의 크기를 각각 나타내는 전류 신호를 생성한다.
자동화재 감지 시스템(1)의 자동화재 감지 서버(11)는 건물에 설치된 적어도 하나의 화재감시장치(12)로부터 화재 발생 여부를 나타내는 신호를 수신하고, 화재가 발생한 경우 화재가 발생한 위치 근처에 위치된 경보기를 통해가 화재가 발생하였음을 알리는 신호를 송신한다.
자동화재 감지 시스템(1)의 화재감시장치(12)는 화재가 발생하였는지를 감지하는 장치로서, 열을 감지하는 열 감지 장치, 연기를 감지하는 연기 감지 장치를 포함한다. 화재감시장치(12)는 상술한 열 감지 장치, 연기 감지 장치 이외의 다른 방식으로 화재를 감지하는 장치를 포함한다. 화재감시장치(12)는 화재가 발생한 경우 화재가 발생하였음을 나타내는 화재감지 신호를 자동화재 감지 서버(11)로 송신한다.
보다 구체적으로, 화재감시장치(12)는 화재를 감지한 경우 화재가 발생하였음을 알리는 신호를 생성하고, 생성된 신호를 자동화재 감지 서버(11)로 송신한다. 자동화재 감지 서버(11)는 이러한 신호를 수신한 경우 건물에 화재가 발생하였음을 나타내는 화재감지 신호를 생성한다.
예를 들어, 열 감지 장치가 특정 온도 이상의 열을 감지하거나 연기 감지 장치가 연기를 감지한 경우, 열 또는 연기를 감지하였음을 나타내는 신호를 생성하고, 생성된 신호를 자동화재 감지 서버(11)로 송신한다. 이러한 신호를 수신한 자동화재 감지 서버(11)는 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 로우(Low)에서 하이(High) 상태로 가변시킨다. 자동화재 감지 서버(11)는 화재감시장치(12)로부터 화재를 감지하였음을 나타내는 신호를 수신하지 않는 동안 로우(low) 상태의 0 V 신호를 출력하고, 화재감시장치(12)로부터 화재를 감지하였음을 나타내는 신호를 수신한 경우 하이(high) 상태의 5 V 신호를 출력한다. 화재감지 신호는 화재감지 신호가 하이(high) 상태인 경우 화재가 발생하였음을 나타내고, 화재감지 신호가 로우(low) 상태인 경우 화재가 발생하지 않았음을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 전기화재 감지 시스템의 구성도이다. 도 2를 참고하면, 전기화재 감지 시스템(2)은 전기화재 감지 서버(21) 및 전류감지 장치(22)로 구성된다. 전기화재 감지 서버(21)는 프로세서(211), 통신모듈(212), 화재결정 모듈(213), 화재분류 모듈(214), 및 스토리지(215)로 구성된다. 전기화재 감지 서버(21)는 상술한 구성요소 이외의 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
프로세서(211)는 전기화재 감지 서버(21)의 일반적인 테스크를 처리한다. 통신모듈(212)은 이동통신 기지국 또는 와이파이 중계기 등에 접속하여 인터넷 등과 같은 광역 네트워크를 통하여 자동화재 감지 시스템(1)의 자동화재 감지 서버(11)와 통신할 수 있는 통신기능을 지원한다. 통신모듈(212)은 자동화재 감지 서버(11)로부터 건물에 화재가 발생한 경우 화재가 발생하였음을 나타내는 화재감지 신호를 수신한다.
화재결정 모듈(213)은 통신모듈(212)을 통하여 수신된 또는 스토리지(215)에 저장된 화재감지 신호에 기초하여 건물에서 발생한 화재가 일반화재인지 또는 전기화재인지를 결정한다. 여기에서, 전기화재는 단락, DC 아크(Arc), AC 아크 등과 같이 전기적인 원인에 의하여 발생된 화재를 의미하고, 일반화재는 전기화재 이외의 원인으로 발생한 화재로서, 방화, 자연발화, 가스누출 등의 원인으로 발생한 화재를 포함한다.
화재분류 모듈(214)은 화재감지 신호 및 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류한다. 보다 구체적으로, 화재분류 모듈(214)은 발생한 전기화재의 원인을 단락, DC 아크, AC 아크 및 기타로 분류한다.
스토리지(215)는 전기화재 분류 방법에 의해 사용되는 데이터, 예를 들어 전원으로부터 누전차단기(3)로 유입되는 입력전류 및 누전차단기(3)로부터 전원으로 돌아 나가는 출력전류를 나타내는 전류신호, 건물에서 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지신호 등을 저장한다. 또한, 스토리지(215)는 화재가 발생한 경우, 화재가 발생한 시간, 화재가 발생한 지점, 화재의 종류, 화재 원인을 포함하는 화재 데이터베이스를 저장한다. 스토리지(215)는 건물에 설치된 복수 개의 누전차단기(3)와 연관된 공간의 위치를 나타내는 위치 데이터를 저장한다.
전기화재 감지 서버(21)는 이상에서 설명된 구성요소들 이외에 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기화재 감지 서버(21)는 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 구성요소들 간에 데이터를 전송하기 위한 버스를 포함하고, 도 2에는 생략되어 있으나 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 전력모듈(미도시)을 포함한다. 이와 같이, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 구성요소에 대한 설명은 본 실시예의 특징을 흐려지게 함에 따라 생략하기로 한다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 원인분류 방법을 설명하는 과정에서 전기화재 감지 서버(21)의 각 구성요소에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 전기화재 감지 시스템에서 수행되는 전기화재 원인분류 방법의 흐름도이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기화재 원인분류 방법은 도 2에 도시된 전기화재 감지 서버(21)에서 시계열적으로 수행되는 다음의 단계들로 구성된다.
300 단계에서, 전기화재 감지 서버(21)의 통신모듈(212)은 자동화재 감지 서버(11)와 동기화함으로써, 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 업데이트한다. 전기화재 감지 서버(21)는 자동화재 감지 서버(11)와 동기화하고, 전기화재 감지 서버(21)의 통신모듈(212)은 자동화재 감지 서버(11)의 통신모듈로부터 화재감지 신호를 수신하고, 전기화재 감지 서버(21)의 스토리지(215)에 저장된 화재감지 신호를 수신된 화재감지 신호를 업데이트한다. 전기화재 감지 서버(21)는 자동화재 감지 서버(11)가 생성한 화재감지 신호를 이용하여 건물에서 화재가 발생하였는지를 알 수 있다.
여기에서, 자동화재 감지 서버(11)는 건물에 설치된 적어도 하나의 화재감지 장치(12)로부터 수신된 감지 신호에 기초하여 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 출력한다. 화재감지 신호는 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 신호로서, 화재감지 신호가 하이(high) 상태인 경우 화재가 발생하였음을 나타내고, 화재감지 신호가 로우(low) 상태인 경우 화재가 발생하지 않았음을 나타낸다.
추가적으로, 전기화재 감지 서버(21)의 통신모듈(212)은 자동화재 감지 서버(11)는 화재를 감지한 화재감시장치(12)의 위치를 나타내는 위치데이터를 수신한다. 통신모듈(212)은 수신한 화재감시장치(12)의 위치데이터를 스토리지(215)에 저장한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 전기화재 감지 서버(21)는 자동화재 감지 서버(11)로부터 출력된 화재감지 신호를 수신하고 스토리지(215)에 저장된 화재감지 신호를 업데이트하여, 화재감지 신호를 자동화재 감지 서버(11)와 동기화한다.
301 단계에서, 전기화재 감지 서버(21)의 통신모듈(212)은 복수 개의 누전차단기(3) 각각에 설치된 전류감지 장치(22)로부터 각 누전차단기(3)에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 수신하고 스토리지(215)에 저장한다. 상술한 바와 같이, 누전차단기(3)에 설치된 전류감지 장치(22)는 전원으로부터 누전차단기(3)로 입력되는 입력전류 및 누전차단기(3)로부터 전원으로 돌아나가는 출력전류를 측정하고, 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 생성한다. 전류감지 장치(22)는 생성된 전류신호를 전기화재 감지 서버(21)로 전송한다. 통신모듈(212)은 수신한 전류신호를 화재분류 모듈(214) 및 스토리지(215)로 입력한다.
302 단계에서, 전기화재 감지 서버(21)의 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호에 기초하여 건물에 화재가 발생하였는지를 결정한다. 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 로우 상태에서 하이 상태로 변화한 경우, 건물에서 화재가 발생하였다고 결정한다. 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 로우 상태를 계속 유지하는 경우에는 화재가 발생하지 않았다고 결정한다. 화재결정 모듈(213)이 화재가 발생하였다고 결정한 경우, 303 단계로 진행한다.
303 단계에서, 전기화재 감지 서버(21)의 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 화재가 발생하였다고 결정한 경우, 화재감지 신호 및 전류신호에 기초하여 발생한 화재가 전기로 인해 발화된 전기화재인지를 결정한다. 여기에서, 전기화재는 단락, DC 아크(Arc), AC 아크 등과 같이 전기적인 원인에 의하여 발생된 화재를 의미한다. 보다 구체적으로, 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 로우 상태에서 하이 상태로 변화하는 시간 및 전류신호에서 전류이상상태가 발생된 시간을 비교함으로써, 발생한 화재가 전기화재인지를 결정한다. 여기에서, 전류신호에서의 전류이상상태는 전류감지 장치(22)에서 측정된 누전차단기(3)에 흐르는 전류에서 전류의 급작스런 변화가 발생하는 상태를 의미하고, 예를 들어 누전차단기(3)가 작동하여 차단되어 누전차단기(3)에 전류가 흐르지 않게 되거나, 전류의 크기가 급격하게 변하거나, 전류에 피크가 발생하거나, 누전차단기(3)의 입력 단자로 입력된 입력전류와 출력 단자로 출력되는 출력전류가 상이한 경우 등과 같은 상태를 포함한다. 발생한 화재가 전기화재인지를 결정하는 방법에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 발생한 화재가 전기화재인지를 결정하는 단계의 상세흐름도이다. 도 3031 단계에서, 302 단계에서 화재가 발생하였다고 결정한 경우 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 로우 상태에서 하이 상태로 변화한 시간인 화재발생 시간을 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 화재감지 신호는 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 신호로서, 화재감지 신호가 하이(high) 상태인 경우 화재가 발생하였음을 나타내고, 화재감지 신호가 로우(low) 상태인 경우 화재가 발생하지 않았음을 나타낸다. 따라서, 화재감지 신호가 로우 상태에서 하이 상태로 변화하는 시점이 화재가 발생한 시점에 해당한다. 이에 따라, 화재결정 모듈(213)은 화재감지 신호가 로우 상태에서 하이 상태로 변화하는 시점을 추출하고, 추출된 시점을 화재발생 시간으로 결정한다.
3032 단계에서, 화재결정 모듈(213)은 전류신호에서 전류이상상태가 발생된 이상발생시간을 결정한다. 화재결정 모듈(213)은 전류감지 장치(22)에 의해 측정된 누전차단기(3)에 흐르는 전류를 나타내는 전류신호에서 전류이상상태가 발생한 이상발생 시간을 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 전류신호에서 전류이상상태는 전류의 급격한 변화, 입력 전류와 출력 전류가 상이한 순간을 포함한다. 화재결정 모듈(213)은 전기화재 감지 서버(21)의 스토리지(215)에 저장된 전류신호를 판독하고, 전류신호에서 전류이상상태가 발생한 시점을 결정한다. 예를 들어, 화재결정 모듈(213)은 전류신호가 나타내는 누전차단기(3)의 입력전류 및 출력전류에 기초하여 입력전류(또는 출력전류)의 크기가 급격하게 변하는 시점, 입력전류와 출력전류의 크기가 상이한 시점 등을 검색한다. 화재결정 모듈(213)은 검색된 시점을 전류이상상태가 발생한 시간인 이상발생 시간으로 결정한다.
3033 단계에서, 화재결정 모듈(213)은 화재발생 시간 및 이상발생 시간을 비교하고, 비교 결과 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 빠른 경우에는 전기화재가 아닌 비전기화재로 결정하고, 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 느리거나 같은 경우에는 전기화재로 결정한다. 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 빠른 경우에는 화재 발생 당시에는 건물에 설치된 적어도 하나의 누전차단기(3)가 작동하지 않았거나 적어도 하나의 누전차단기(3)에 흐르는 전류가 정상적인 상태에서 화재가 발생한 경우에 해당한다. 다시 말해서, 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 빠른 경우는 전기적인 원인 이외의 원인으로 화재가 발생한 비전기화재에 해당한다. 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 느리거나 같은 경우는 자동화재 감지 서버(11)가 화재 발생을 감지하기 전에 또는 감지한 동시에 누전차단기(3)에 흐르는 전류에 이상이 발생한 경우에 해당한다. 다시 말해서, 화재발생 시간이 이상발생 시간 보다 느리거나 같은 경우는 전기적인 원인으로 인하여 화재가 발생한 전기화재에 해당한다. 303 단계에서, 화재결정 모듈(213)은 전기화재가 발생한 것으로 결정한 경우 304 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 310 단계로 진행한다.
304 단계에서, 전기화재 감지 서버(21)의 화재분류 모듈(214)은 전기화재가 발생한 경우, 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류한다. 화재분류 모듈(214)은 스토리지(215)에 저장된 전류신호를 분석하여 발생한 전기화재의 원인을 분류한다. 화재분류 모듈(214)은 발생한 화재가 전기화재라고 결정한 경우 전기화재의 원인을 단락사고, DC 아크사고, AC 아크사고 및 기타사고로 분류한다. 화재분류 모듈(214)은 분류된 화재 원인을 스토리지(215)에 저장한다. 전기화재의 원인을 분류하는 방법에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 도 3에 도시된 전기화재의 원인을 분류하는 단계의 상세흐름도이다. 3041 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 스토리지(215)에 저장된 전류신호에 기초하여 누전차단기(3)가 작동하였는지 여부를 결정한다. 보다 구체적으로, 화재분류 모듈(214)은 전류신호에서 누전차단기(3)의 출력전류가 0이 되는지를 검색한다. 누전차단기(3)의 출력전류가 0이 되는 경우에는 누전차단기(3)가 작동하여 건물에 임의의 공간에 공급되는 전류가 차단된다. 누전차단기(3)는 정상적인 전기회로 이외의 부분에 전류가 흐르는 누전(electric leakage)이 발생한 경우 해당 공간으로 공급되는 전류를 차단한다. 3041 단계에서, 화재분류 모듈(214)이 누전차단기(3)가 작동하였다고 결정한 경우에는 3045 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 3042 단계로 진행한다.
3042 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 전류신호에 기초하여, 전원으로부터 누전차단기(3)로 입력된 입력전류와 누전차단기(3)로부터 전원으로 돌아나가는 출력전류를 비교하고, 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인지를 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 전류감지 장치(22)는 연결된 누전차단기(3)의 입력전류 및 출력전류를 측정하고, 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 생성하고 전기화재 감지 서버(21)로 전송한다. 화재분류 모듈(214)은 전류신호에 기초하여 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인 경우가 발생하였는지 결정한다. 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인 경우, 다시 말해 입력전류보다 출력전류가 커지는 경우는 부하에서 발생한 DC 아크로 인하여 출력전류의 크기가 순간적으로 입력전류보다 커지면서 발생한다. 3042 단계에서, 화재분류 모듈(214)이 입력전류와 출력전류의 차이가 음수라고 결정한 경우 3046 단계로 진행하고, 입력전류와 출력전류의 차이가 음수가 아니라고 결정한 경우에는 3043 단계로 진행한다.
3043 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 전류신호에 기초하여, 누전차단기(3)에 흐르는 전류에 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정한다. 화재분류 모듈(214)은 전류신호가 나타내는 출력전류 및 입력전류의 파형에 기초하여, 출력전류 및 입력전류의 파형에서 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정한다. 정현파 형태의 출력전류 및 입력전류의 파형에서 왜곡이 주기적으로 발생하는 경우는 부하에서 AC 아크가 주기적으로 발생하면서 발생된다.
보다 구체적으로, 화재분류 모듈(214)은 출력전류 및 입력전류의 파형에서 전류의 피크에서 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정한다. 화재분류 모듈(214)은 전류신호가 나타내는 출력전류 및 입력전류의 파형에 기초하여 출력전류 및 입력전류의 파형의 피크에서 주기적으로 왜곡이 발생하는지를 결정한다. 3043 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 출력전류 및 입력전류의 파형에 왜곡이 주기적으로 발생한다고 결정한 경우 3047 단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 3044 단계로 진행한다.
3044 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 발생한 전기화재의 원인을 기타로 결정한다. 화재분류 모듈(214)은 발생된 전기화재가 단락, DC 아크, AC 아크를 제외한 다른 원인에 의하여 발생한 것으로 결정한다. 화재분류 모듈(214)은 전기화재의 원인을 기타 원인으로 결정한다.
3045 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 발생한 화재가 전기화재이고 누전차단기(3)가 작동한 경우, 발생한 전기화재의 원인을 단락으로 결정한다.
3046 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 발생한 전기화재의 원인을 DC 아크로 결정한다. 보다 구체적으로, 화재분류 모듈(214)은 발생한 화재가 전기화재이고, 누전차단기(3)가 작동하지 않고 누전차단기(3)의 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인 경우, 발생한 전기화재의 원인을 DC 아크로 결정한다.
3047 단계에서, 화재분류 모듈(214)은 발생한 전기화재의 원인을 AC 아크로 결정한다. 보다 구체적으로, 화재분류 모듈(214)은 발생한 화재가 전기화재이고, 누전차단기(3)가 작동하지 않고 누전차단기(3)의 입력전류와 출력전류의 차이가 음수가 아니고 전류의 파형에 왜곡이 발생한 경우, 발생한 전기화재의 원인을 AC 아크로 결정한다.
305 단계에서, 프로세서(211)는 304 단계에서 결정된 전기화재의 원인을 스토리지(215)에 저장한다. 프로세서(211)는 304 단계에서 화재분류 모듈(214)에 의해 결정된 전기화재의 원인을 스토리지(215)에 저장한다. 프로세서(211)는 단락, DC 아크, AC 아크 및 기타로 분류된 전기화재의 원인을 스토리지(215)에 저장한다.
또한, 프로세서(211)는 전기화재의 원인, 누전차단기(3)의 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호, 및 화재발생시간을 스토리지(215)에 저장한다. 프로세서(211)는 304 단계에서 결정된 전기화재의 원인, 전류이상상태가 감지된 누전차단기(3)의 입력전류와 출력전류를 나타내는 전류신호 및 화재의 발생시간을 스토리지(215)에 함께 저장한다. 화재발생시간은 스토리지(215)에 저장된 화재감지 신호에서 화재감지 신호의 상태가 로우에서 하이로 변하는 시간이다. 이처럼, 전기화재 감지 서버(21)는 전기화재의 원인, 화재발생시간 및 누전차단기(3)의 전류신호를 스토리지(215)에 함께 저장함으로써 화재 데이터베이스를 생성할 수 있다.
310 단계에서, 프로세서(211)는 303 단계에서 발생한 화재를 일반화재로 결정하고, 화재의 원인을 기타로 결정한다. 프로세서(211)는 발생한 화재를 일반화재로 분류하고, 일반화재의 원인을 스토리지(215)에 저장한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기화재 분류 방법은 전기화재의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다. 전기화재 감지 서버(21)의 프로세서(211)는 스토리지(215)에 저장된 화재를 감지한 화재감시장치(12)의 위치데이터 및 전류신호에서 전류이상상태가 발생된 누전차단기(3)와 연관된 위치 데이터에 기초하여 화재발생 위치를 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 건물에 설치된 복수 개의 누전차단기(3) 각각은 건물 내의 별개의 공간에 공급되는 전류를 차단한다. 따라서, 복수 개의 누전차단기(3) 중 어느 누전차단기(3)가 작동하였는지에 따라 어느 공간에서 단락, 합선 등의 전기사고가 발생하였는지 유추할 수 있다. 이처럼 전기화재 감지 서버(21)는 화재를 감지한 화재감시장치(12)의 위치데이터 및 전류이상상태가 발생된 누전차단기(3)와 연관된 위치데이터에 기초하여, 화재가 발생한 장소를 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 분류 서버는 건물에서 발생한 화재가 전기화재인지 결정하고, 전기화재의 발화원인이 단락, DC 아크, AC 아크 또는 기타 원인인지를 분류하여 스토리지(215)에 저장한다.
단락의 경우 전선 또는 전기제품 내부에서 전선들이 합선으로 인하여 순간적으로 큰 전류가 흐르게 되고, 전선 또는 전기제품의 소자가 과열되어 전기화재가 발생한다. DC 아크의 경우 주로 콘센트 접속 부분에서 발생하고 전선의 불완전 접속이나 콘센트의 접속 불량 등의 원인으로 인하여 발생한다. AC 아크의 경우 전선의 반복적인 구부림, 과도한 장략 등으로 인하여 전선의 피복이 손상되거나 절연피복이 손상되어 발생한다. 이처럼 전기화재는 다양한 원인으로 인하여 발생한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화재 분류 서버는 상술한 방식으로 건물에 발생한 화재의 원인을 분석할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전기화재 분류 방법은 전기화재 감지 서버가 건물에 설치된 자동화재 감지 서버와 동기화하여 화재 발생 여부를 나타내는 화재감지 신호를 스토리지에 저장하고, 화재감지 신호와 누전차단기에 흐르는 전류를 측정한 전류신호를 비교함으로써, 건물에서 발생한 화재가 전기화재인지를 결정하고, 전기화재로 결정된 경우 전기화재의 원인을 단락, DC 아크, AC 아크 등으로 분류하고 전기화재의 원인을 스토리지에 저장한다. 전기화재 분류 서버는 화재감지 신호 및 전류신호에 기초하여 건물에서 발생한 화재가 전기적인 원인으로 발생한 전기화재인지, 전기화재라면 화재가 발생하게 된 구체적인 원인을 파악할 수 있다.
자동화재 감지 서버 및 전기화재 감지 서버에 저장된 화재감지 신호 및 전류신호에 기초하여, 건물에서 발생한 화재의 원인을 파악함으로써, 실제 화재 현장 감식을 수행하는 경우 화재원인 및 추정발화 지점을 용이하게 찾을 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 단락의 경우 주로 전선의 합선으로 인하여 발생되고 DC 아크의 경우 콘센트에서 주로 발생되고, AC 아크의 경우 전선의 피복의 손상으로 인하여 발생된다. 이에 따라, 전기화재 원인이 단락인 경우 합선 지점을 추정발화 지점으로 유추할 수 있고, 전기화재 원인이 DC 아크인 경우 콘센트 주변을 추정발화 지점으로 유추할 수 있으며, 전기화재 원인이 AC 아크인 경우 전선이 과도하게 휘어지는 지점을 추정발화 지점으로 유추할 수 있다.
또한, 전기화재 감지 서버는 분류된 전기화재의 원인과 함께 누전차단기에 흐르는 전류를 나타내는 전류신호를 스토리지에 저장한다. 전기화재 감지 서버는 화재의 종류 및 화재의 원인을 스토리지에 저장하여 데이터베이스화한다. 보다 구체적으로, 전기화재 감지 서버는 화재의 종류(전기화재 또는 일반화재), 및 화재의 원인(단락, DC 아크, AC 아크, 기타)을 스토리지에 저장하고, 이와 함께 해당 화재가 발생하기 전에 누전차단기로 유입되는 입력전류 및 누전차단기로부터 돌아 나오는 출력전류를 저장한다. 이처럼 화재의 종류, 원인 및 화재 발생 전의 누전차단기에 흐르는 전류를 함께 스토리지에 저장함으로써, 전기화재 분류 서버는 누전차단기에 흐르는 전류를 분석하여 전기화재의 발생을 예측할 수 있다. 상술한 바와 같이, 스토리지에 화재의 종류, 화재의 원인, 및 전류신호를 함께 저장하여 전기화재 데이터베이스를 구축함으로써, 추후 화재 예방을 위한 자료로서 활용할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체 (예를 들면 롬 플로피 디스크 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)같은 저장매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법을 수행하는 프로그램이 기록된다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 자동화재 감지 시스템
11: 자동화재 감지 서버 12: 화재감시 장치
2: 전기화재 감지 시스템
21: 전기화재 감지 서버 22: 전류감지 장치
211: 프로세서 212: 통신모듈
213: 화재결정 모듈 214: 화재분류 모듈
215: 스토리지
3: 누전차단기

Claims (10)

  1. 전기화재 분류 방법에 있어서,
    자동화재 감지 서버(11)와 동기화함으로써, 건물에 화재가 발생하였는지 여부를 나타내는 화재감지 신호를 업데이트하는 단계;
    복수 개의 누전차단기(3) 각각에 설치된 전류감지 장치(22)로부터 각 누전차단기(3)에 흐르는 입력전류 및 출력전류를 나타내는 전류신호를 수신하는 단계;
    상기 화재감지 신호에 기초하여, 상기 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하는 단계;
    화재가 발생한 경우, 상기 화재감지 신호 및 상기 전류신호에 기초하여 발생한 화재가 전기화재인지 결정하는 단계;
    상기 화재가 전기화재라고 결정한 경우, 상기 전류신호에 기초하여 발생한 전기화재의 원인을 분류하는 단계를 포함하고,
    상기 건물에 화재가 발생하였는지를 결정하는 단계는
    상기 화재감지 신호가 로우(low) 상태에서 하이(high) 상태로 변화하는 경우 화재가 발생하였다고 결정하고, 상기 화재감지 신호가 로우 상태를 유지하는 경우 화재가 발생하지 않았다고 결정하고,
    상기 발생한 화재가 전기화재인지 결정하는 단계는
    상기 화재감지 신호에서 로우(low) 상태에서 하이(high) 상태로 변화하는 화재발생시간 및 상기 전류신호에서 전류이상상태가 발생한 이상발생시간을 비교하고,
    상기 비교 결과, 상기 화재발생시간이 상기 이상발생시간보다 빠른 경우에는 발생한 화재가 비전기화재로 결정하고, 상기 화재발생시간이 상기 이상발생시간 보다 느리거나 같은 경우에는 전기화재로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분류된 전기화재의 원인, 상기 전류신호, 및 상기 화재발생시간을 스토리지(215)에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는
    상기 전기화재의 원인을 단락, DC 아크 및 AC 아크로 분류하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는
    상기 전류신호에 기초하여 누전차단기(3)가 작동하였는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 누전차단기(3)가 작동하였다고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 단락으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는
    상기 누전차단기(3)의 입력전류와 출력전류의 차이가 음수인지를 결정하는 단계; 및
    상기 입력전류와 출력전류의 차이가 음수라고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 DC 아크라고 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기화재의 원인을 분류하는 단계는
    상기 전류신호에 기초하여 상기 누전차단기(3)에 흐르는 전류에 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 전류에 왜곡이 주기적으로 발생한다고 결정한 경우 상기 전기화재의 원인을 AC 아크라고 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 누전차단기(3)에 흐르는 전류에 왜곡이 주기적으로 발생하는지 여부를 결정하는 단계는 상기 입력전류의 파형 또는 상기 출력전류의 파형의 피크에서 주기적으로 왜곡이 발생하는 경우 전류에 왜곡이 주기적으로 발생된다고 결정하는 것을 특징으로 하는 전기화재 분류 방법.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 5항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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